北京时间年7月23日12:41，长征五号遥四运载火箭从海南文昌航天发射中心一飞冲天，带着天问一号开启前往火星的征途。毫无疑问，这是中国航天的里程碑时刻，标志着我国向深空探测迈出重要一步。值此喜大普奔之际，努力做一份科普，希望能让大家对天问一号有更全面的认识。1.萤火一号首先，要为萤火一号正名。现在媒体几乎清一色地将天问一号称为中国首次火星探测任务，这是不严谨且不负责的，难道萤火一号不配拥有姓名？实际上，萤火一号才是中国第一个火星探测器。萤火一号是一个环绕火星探测的小型卫星，年11月搭乘俄罗斯福布斯号采样返回探测器的顺风车发射升空。遗憾的是，在发射进入太空后，探测器未能成功变轨，最终坠毁于太平洋。所以，严格来说，将天问一号称为中国首次火星探测任务实有不妥。都说忘记历史就等于背叛，萤火一号以及背后辛勤付出的科研人员绝对值得铭记。对于天问一号，欧阳自远院士提出了一种更恰当的说法——中国首次自主火星探测。2.天问一号，这是计划的一部分！年4月24日，在第五个中国航天日线上启动仪式上，本次火星探测任务名称和图像标识正式发布，天问一号就此名震江湖。在这组意义深远的名称与图形标识背后，藏着的是更为长远而宏伟的蓝图——中国行星探测工程。中国航天将中国行星探测工程命名为天问系列，而天问一号只是计划的一部分。“天问”出自《楚辞》，来源于中国伟大诗人屈原的长诗，作品对天地、自然和人世等一切事物现象进行想象与发问，从宇宙之本源，到阴阳之俱化；从天地之构造，到星辰之往亘。以“天问”作为工程名称，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执著，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技不断创新永无止境。相应的，中国航天为中国行星探测工程设计了完美的图形标识，名为揽星九天。太阳系八大行星依次排开，表达了宇宙的五彩缤纷，呈现了科学发现的丰富多彩。饱含动感、气韵流动，开放的椭圆轨道整体倾斜向上，展示了独特字母“C”的形象，代表了中国行星探测-China，体现着国际合作精神-Cooperation，标志着深空探测进入太空能力-C3。天问一号是中国行星探测工程迈出的第一步，未来还会有更雄心勃勃的计划，诸如火星采样返回任务、小行星采样返回任务、木星探测任务等等。是的，我们的征途是星辰大海！3.天问一号去火星干什么？天问一号是一项极具挑战的任务，计划一次性完成对火星环绕、着陆、巡视，即所谓的“绕、落、巡”，然后对火星展开全面而深入的探测。公开资料显示，天问一号由一个轨道器和一个着陆器/巡视器组合体组成，重约5吨，共携带了13台科学载荷。其中，轨道器上7台——中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪；巡视器上6台——多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机。通过轨道器和巡视器的天地联动探测，天问一号将致力于完成五大科学目标：（1）研究火星形貌与地质构造特征。探测火星全球地形地貌特征，获取典型地区高精度形貌数据，开展火星地质构造成因和演化研究；（2）研究火星表面土壤特征与水冰分布。探测火星土壤种类、风化沉积特征和全球分布，搜寻水冰信息，开展火星土壤剖面分层结构研究；（3）研究火星表面物质组成。识别火星表面岩石类型，探查火星表面次生矿物，开展表面矿物组成分析；（4）研究火星大气电离层及表面气候与环境特征。探测火星空间环境及火星表面气温、气压、风场，开展火星电离层结构和表面天气季节性变化规律研究；（5）研究火星物理场与内部结构。探测火星磁场特性。开展火星早期地质演化历史及火星内部质量分布和重力场研究。如果一切顺利，天问一号将为促进人类认识火星贡献一份中国力量。4.发射升空，但道阻且长天问一号发射升空令人振奋，但需要指出的是，这只是亿里长征的第一步。接下来，天问一号将在太空飞行约7个月，预计于年2月抵达火星轨道。然后，天问一号需要经历被火星捕获、进入环绕火星轨道、轨道器与着陆器/巡视器分离、着陆器/巡视器着陆火星、巡视器驶下着陆器等重重考验。其中，着陆器/巡视器着陆火星是最为凶险的过程，也就是著名的恐怖七分钟。实际上，恐怖七分钟是NASA的一种说法，指的是探测器要在大约短短七分钟之内，经过一系列复杂操作，切入火星大气，从时速上万公里紧急刹车，最终平稳着陆火星表面。而且，由于地球与火星相距约万公里-4亿公里，两者之间通讯来回存在数分钟至数十分钟的延迟。这意味着在探测器着陆火星过程中，无法进行人为干预，一切只能由探测器按照设置好的程序自主进行。具体到天问一号，它不是直接切入火星大气，而是从环绕火星的椭圆轨道切人，速度会更缓慢一些，整个着陆过程略长于七分钟，技术难度相对较低，但挑战依然巨大。天问一号着陆器/巡视器着陆火星的过程大致如下：（1）气动减速，将速度从米/秒减至米/秒；（2）打开降落伞，将速度从米/秒减至95米/秒；（3）动力减速，探测器的反推发动机点火，将速度减至3.6米/秒，在米高度悬停避障，最后从3-4米出自由落地，依靠着陆缓冲机构吸收势能，减少冲击，安全着陆。按计划，天问一号的着陆器/巡视器将在抵达火星轨道2-3个月后进行着陆，候选着陆点为火星乌托邦平原。5.写在最后火星是人类成为跨星球物种的最佳选择，是人类迈向星辰大海的重要踏板。如今的探测不仅是满足人类的好奇心，还是为未来殖民火星做准备。值得一提的是，探测火星是一项充满挑战的事业。人类探测火星的历史已经持续了近60年，共计发射了四十几次火星任务，成功率却只有一半左右，而登上火星的探测器更是屈指可数。迄今为止，成功登陆火星并且正常运作的探测器有且仅有8个，它们全部来自美国，分别是海盗1号、海盗2号、旅居者号、勇气号、机遇号、凤凰号、好奇号、洞察号。最后，祝愿天问一号一切顺利，早日在火星上留下中国足迹。
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